Мобилни телефони и Нобел: Како да вам дуже траје батерија

Кад је професор Акира Јошино развијао нову батеријску технологију у својој лабораторији раних осамдесетих, није мислио да ће испасти много шта од тога.

„У оно време мислили смо да ће се углавном користити у осам-милиметарским камерама", смеје се он.

Али, добрано је промашио у процени. Ових дана никад нисте удаљени више од метар од литијум-јонских батерија, будући да оне напајају мобилне телефоне и свакакву другу електронску опрему, од четкица за зубе до електричних скутера.

Као признање за тај успех, професору Јошину је 2019. додељена Нобелова награда за хемију.

Али упркос побољшањима, чак и најнапреднија литијум-јонска батерија може да похрани само делић енергије сличне тежине коју може бензин или млазно гориво.

А то осујећује амбиције за прављење још мањих и лакших уређаја - и амбициозније пројекте као што је авијација на електричну енергију.

Чврст напредак

Батерије морају да остваре напредак, признаје професор Јоширо, али, на срећу, „постоје многи занимљиви приступи".

А мислим да „батерија чврстог стања обећава", каже он.

Батерије у чврстом стању могу да похране 50 одсто више енергије од литијум-јонских, каже Даглас Кембел, извршни директор Солид Пауера, огранка Универзитета у Колораду.

Оне су и стабилније. Код литијум-јонске батерије, гел који се налази у њој, електролит, може да се запали.

Самсунг је 2016. године морао да повуче 2,5 милиона примерака Галакси Ноута 7 после пожара које су изазвале њихове литијум-јонске батерије.

Батерије у чврстом стању замењују тај гел мање запаљивим чврстим полимерима или керамиком.

Али батерије које развија Кембелова компанија и даље захтевају литијум у металном облику и то је проблем зато што је он сувише чврст метал за рад.

Други проблем је што се литијумски метал још не производи на индустријском нивоу, тако да би могло да представља проблем набавити га у довољним количинама, према Кембеловим речима.

Aли упркос тим бригама, кад су батерије чврстог стања у питању, „дошло је до пробоја у основном истраживању, а напредује се и са техникама истраживања и развоја за масовну производњу", каже професор Јошино.

Он сматра да би могло да потраје још десетак година пре него што чврсте батерије почну да се такмиче са литијум-јонским у погледу цене.

Бацили око на премију

Главна премија на тржишту јесу батерије за електричне аутомобиле.

Број електричних возила на читавом свету достићи ће 125 милиона до 2030. године, предвиђа Међународна енергетска агенција.

Батеријску иновацију „поприлично покреће оно што се дешава на тржишту електричних возила", каже Рори Макарти, аналитичар из компаније за истраживање енергије Вуд Макензи.

Макарти каже да се прави изазов за технологије чврстог стања и друге нове технологије огледа у парирању литијум-јонским погонима, који постају све већи и већи, што њихове батерије чини све јефтинијим.

Новој фабрици батерија потребно је пет година да постигне пун капацитет производње, а 10 година да поврати свој новац, додаје он.

Ватима испред

Литијум-јонска технологија сама по себи није ћорсокак. „Учимо неке нове принципе који нам раније нису падали на памет", каже професор Јошино.

То подразумева кретање литијум-јона унутар батерија. „Мислили смо да смо то разумели", додаје он.

Али научници сада морају да преиспитају своје претходно схватање, будући да оно „није то што смо очекивали".

„Јесте, иде се даље и даље, и никад се не завршава", смеје се он.

Џин Бердичевски каже да само литијум-јонске батерије могу да изврше „значајан" утицај на батерије у блиској будућности, као и да подстакну масовну употребу електричних возила.

Његова калифорнијска компанија Сила Нанотехнолоџиз развија литијум-јонске батерије које потенцијално могу да доведу до 40 одсто побољшања у густини енергије.

Они то постижу заменом графитних анода (део батерије на ком улази електрична струја) силиконом.

„Потребни су нам непрекинуто инвестирање и иновација у литијум-јонске батерије", каже он.

Електрична авијација?

Боља густина батерија могла да би направи велику разлику у нашем начину живота.

Авиони сваке године испуштају у атмосферу 500 милиона тона уљен диоксида.

Али са бољим батеријама, летелице би могле да користе чистију енергију, а та револуција је већ у току.

На овогодишњем сајму ваздухопловства у Паризу, представљен је функционални потпуно електрични комерцијални ваздухоплов, који је направио израелски старт-ап Евијејшн.

Америчка регионална авио компанија Кејп Ер наручила је двоцифрен број летилица. За то време, канадски Харбор Ер у марту је саопштио да планира да постане прва авио компанија на свету само са електричним летилицама.

Са 30 одсто летова који су дужине испод 500 километара, летове кратког домета требало би да буде лако електрификовати, каже лосанђелески стартап Рајт Електрик.

А много гушће батерије могле би да електрификују и велике камионе који се данас ослањају на фосилна горива.

У међувремену, неким људима би боље батерије могле значајно да измене животе.

„Имам столицу са шест точкова за саобраћај ван путева", каже Курт Освалт, бивши ваздухопловни преводилац који после повреде претрпљене 2002. године користи инвалидска колица на батерије.

„Моје батерије почеле су први пут да заказују пре око две године", каже он.

Једне ноћи, не могавши да спава, пошао је у 01:00 сат у вожњу по тексашком сеоском крајолику у свом крају.

„Мој показатељ стања батерије пао је са очитавања од три четвртине пуноће до потпуно празне, за мање од три секунде", каже он.

Заглављен, морао је да чека под уличном светиљком до 04:30, кад га је пронашао локални шериф и помогао му да стигне до куће.

Једна скорија батеријска омашка онемогућила га је да без помоћи изађе из куће девет дана.

„Тако да, да", каже он, „унапред се радујем бољим батеријама!"

Пратите нас на Фејсбуку и Твитеру. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]